Soluções de armazenamento de alta densidade e IA avançada impactam significativamente o monitoramento, a proteção e a compreensão das populações animais.
Na intersecção de tecnologia de ponta e esforços de conservação, a Zoological Society of London (ZSL) e a PEAK:AIO desenvolveram uma abordagem inovadora para gerenciamento de dados para estudos de vida selvagem. Esta colaboração, apresentando a implantação de armazenamento Solidigm de alta densidade e IA avançada, impacta significativamente o monitoramento, proteção e compreensão das populações animais. No centro deste projeto está a solução PEAK:AIO, impulsionada pelos drives D5-P5336 61.44 TB QLC da Solidigm, fornecendo a infraestrutura para armazenamento e análise rápidos de dados — permitindo que os pesquisadores tomem decisões mais rápidas e precisas que, em última análise, beneficiam os esforços de conservação.
Recentemente, tivemos a oportunidade de visitar o Zoológico de Londres e explorar como os sistemas de armazenamento de dados e as plataformas de ponta orientadas por IA do PEAK: AIO são usados pelo ZSL para processar grandes quantidades de dados gerados por projetos de monitoramento da vida selvagem, que vão desde a conservação urbana de ouriços até a observação global de espécies. O zoológico pode enfrentar os desafios de gerenciamento de dados inerentes aos esforços modernos de conservação integrando tecnologias de ponta de armazenamento e IA. Também tivemos o privilégio de discutir essas inovações com Mark Klarzynski, CEO e fundador do PEAK: AIO, Professor Chris Carbone, professor de conservação zoológica e outros envolvidos nesta iniciativa inovadora.
Dos ouriços ao monitoramento global de espécies
Um dos projetos mais fascinantes do ZSL envolve a conservação da vida selvagem urbana, com foco específico nas populações de ouriços em Londres. Chris Carbone compartilhou conosco os desafios que os ouriços enfrentam, uma espécie cujo habitat está cada vez mais fragmentado pela atividade humana. “Eles lutam para se dispersar entre as populações”, diz Carbone, “o que leva a problemas como endogamia”. Esse problema é comum em muitas espécies globalmente, à medida que a urbanização invade os habitats naturais.
Conservacionistas estão trabalhando para combater isso criando caminhos ou “corredores verdes”, permitindo que animais como nossos ouriços se movam livremente entre habitats isolados. No entanto, conscientização e engajamento público são componentes críticos para garantir o sucesso dessas iniciativas. A ZSL também está focada em conscientizar as pessoas sobre as populações de vida selvagem local e as encoraja a ajudar a manter esses espaços verdes, tomando pequenas medidas para permitir que os animais prosperem em ambientes desafiadores.
Mas onde os SSDs Solidigm de alta capacidade e os supercomputadores NVIDIA DGX entram em cena? De acordo com Carbone, eles se tornaram ferramentas essenciais. As tecnologias modernas de monitoramento da vida selvagem evoluíram rapidamente nas últimas duas décadas, permitindo que os pesquisadores coletassem vastos dados. No entanto, esses dados vêm com seus desafios — armazenamento e análise.
A Explosão de Dados: Das Armadilhas Fotográficas à Genómica
Nos primeiros dias do monitoramento da vida selvagem, as armadilhas fotográficas eram revolucionárias, mas tinham limitações. Chris relembrou os dias em que as câmeras baseadas em filme só conseguiam tirar 36 imagens, o que muitas vezes levava a oportunidades perdidas. "Um bando de macacos pode usar todo o filme no primeiro dia, não deixando nada útil para você." Avançando para os dias de hoje, as câmeras digitais modernas podem capturar dezenas de milhares de imagens, dando aos pesquisadores uma imagem muito mais completa do comportamento da vida selvagem.
A quantidade de dados gerados cresceu exponencialmente, especialmente com os esforços globais de conservação usando armadilhas fotográficas em vários países. Por exemplo, as armadilhas fotográficas da Índia são algumas das maiores do mundo, implantando mais de 10,000 câmeras e gerando milhões de imagens. Projeto London HogWatch, também acumulou mais de 15 milhões de imagens. Com a coleta de dados aumentando a essa taxa, gerenciar e processar conjuntos de dados tão grandes se tornou um desafio significativo.
Genômica é outra área que contribui para o dilúvio de dados. Pesquisadores analisaram anteriormente pequenos fragmentos de genomas de animais para entender estruturas populacionais. No entanto, com a crescente acessibilidade e acessibilidade do sequenciamento do genoma completo, os conjuntos de dados se expandiram para terabytes. Projetos de DNA Ambiental (eDNA) contribuir ainda mais para esse crescimento, usando vestígios de DNA em ambientes para pesquisar populações de espécies.
Graças à densidade de ponta dos SSDs Solidigm QLC, as equipes que trabalham nesses projetos têm bastante espaço para trabalhar atualmente e têm capacidade disponível para o futuro previsível. Isso permitiu que o projeto tivesse escopo e fosse construído de forma que não exigisse atualizações constantes para atender às necessidades de dados.
Construindo um supercomputador em um zoológico
Um dos desafios mais inesperados que a equipe enfrentou ao instalar o novo data center de ponta no zoológico envolveu a unidade de resfriamento externo e um grupo de veados aquáticos chineses. O sistema de resfriamento, essencial para manter a temperatura adequada para o equipamento de computação de alto desempenho, estava localizado perto de uma área habitada por esses animais sensíveis. Ao atualizar o resfriador para uma unidade maior, o barulho e a atividade da instalação perturbaram os veados, exigindo que a equipe ajustasse cuidadosamente seus planos para garantir o conforto e a segurança dos animais.
A resolução era realocar temporariamente o cervo aquático para uma área mais segura e pacífica dentro do zoológico enquanto o trabalho era concluído. A situação adicionou uma camada de complexidade que a maioria das instalações de data center não encontraria, destacando os desafios únicos de implantar tecnologia em ambientes compartilhados com a vida selvagem. Depois que o refrigerador foi instalado e os animais retornaram ao seu habitat, a equipe continuou o projeto com o mínimo de interrupção nas operações diárias do zoológico.
Edge Computing no Zoológico de Londres
Dado o volume de dados, a ZSL precisava de um data center poderoso, mas compacto, para lidar com esses conjuntos de dados massivos. Entra em cena o PEAK:AIO e sua solução de armazenamento de alto desempenho implantada na borda. Esta solução oferece suporte às cargas de trabalho de imagem e genômica do zoológico. Dentro do data center de borda nos escritórios do Zoológico de Londres da ZSL, duas plataformas DGX da NVIDIA, combinadas com os sistemas PEAK:AIO, fornecem notáveis 1.2 petabytes de espaço de armazenamento redundante e seguro de alta velocidade.
Mark Klarzynski, CEO e fundador da PEAK:AIO, explica que esses sistemas de armazenamento são projetados para acompanhar as demandas de cargas de trabalho de IA e necessidades de conservação da vida selvagem. Os sistemas DGX permitem processamento rápido de IA, que pode analisar milhões de imagens em menos tempo do que as configurações de computação tradicionais. "Estamos expandindo os limites do desempenho em um espaço tão pequeno", disse Mark. "Não se trata apenas de armazenar os dados, mas também de processá-los da forma mais rápida e eficaz possível."
Com RDMA sobre NFS e NVMe sobre Fabric, esses sistemas de armazenamento podem fornecer acesso de alto rendimento aos dados, o que é necessário ao processar dados na escala que o ZSL exige. Cargas de trabalho de IA aceleradas por GPU exigem esse nível de desempenho, especialmente ao lidar com tarefas como classificação de espécies e detecção de objetos em imagens.
O papel da IA na conservação
Uma das ferramentas de IA de destaque em uso no Zoológico de Londres é o MegaDetector da Microsoft. Este modelo de IA é fundamental para automatizar o pré-processamento de imagens, detectando e filtrando itens não relevantes, como humanos ou carros, e isolando animais para análise posterior. Anteriormente, um laptop padrão podia processar apenas algumas imagens por minuto, mas com a nova infraestrutura, milhares de imagens podem ser processadas no mesmo período de tempo.
Este é apenas o primeiro passo em um processo mais complexo conduzido por IA. Após a filtragem inicial, modelos de IA são empregados para reconhecimento de espécies — uma tarefa muito mais desafiadora. “Você pensaria que seríamos melhores nisso agora”, Carbone reflete, “mas é incrivelmente difícil”. A vegetação frequentemente obscurece os animais, dificultando para a IA classificar as espécies corretamente. No entanto, novas técnicas, como usar caixas delimitadoras para focar a atenção da IA, melhoram a precisão.
Depois que as imagens foram marcadas e analisadas, os dados podem ser alimentados em modelos mais complexos. Esses modelos fornecem aos conservacionistas insights críticos, como estimativas populacionais e padrões de interação entre espécies. Os resultados dessas análises ajudam a moldar estratégias de conservação em Londres e ao redor do mundo.
Backup em tempo real e segurança de dados
A integridade dos dados é crucial ao lidar com dados de conservação inestimáveis. O PEAK:AIO tem sistemas de backup redundantes integrados para garantir que nenhum desses dados seja perdido. O backup dos 1.2 PB de armazenamento Solidigm é feito quase em tempo real usando NVMe sobre RDMA, e os dados podem ser recuperados quase instantaneamente sem precisar de um processo de restauração tradicional. Klarzynski enfatiza: "Você não recupera de fato; você apenas usa."
Para maior segurança, o processo de backup garante que os dados sejam imutáveis, o que significa que não podem ser adulterados — um recurso crucial, dada a natureza sensível dos dados de conservação. Se algo der errado, os dados ficam imediatamente acessíveis, preservando anos de pesquisa.
O Futuro da Tecnologia de Conservação
À medida que os esforços de conservação continuam a aumentar, a demanda por soluções tecnológicas avançadas também aumentará. O trabalho realizado no Zoológico de Londres serve como um modelo para o que é possível quando você combina IA, computação de alto desempenho e sistemas de armazenamento baseados em edge. Mark, da PEAK:AIO, ressalta que, embora eles já tenham alcançado coisas incríveis, eles apenas arranham a superfície. "Há coisas que a IA pode fazer que ainda nem sabemos", diz ele.
A colaboração global provavelmente se tornará mais crítica no futuro. Pesquisadores imaginam redes globais de armadilhas fotográficas, semelhantes a como as estações meteorológicas operam, fornecendo dados em tempo real sobre espécies e ecossistemas em todo o mundo. À medida que o mundo enfrenta desafios ambientais crescentes, essas tecnologias se tornarão ferramentas indispensáveis na luta para proteger a vida selvagem do nosso planeta.
Conclusão
A colaboração entre ZSL, PEAK:AIO e Solidigm no Zoológico de Londres demonstra como a tecnologia pode impulsionar mudanças reais na conservação. Ao alavancar armazenamento de alto desempenho e IA, os conservacionistas podem processar grandes quantidades de dados em tempo recorde, fornecendo novos insights sobre comportamento animal, dinâmica populacional e saúde do ecossistema. O futuro da conservação da vida selvagem é inegavelmente digital, e projetos como esses estão moldando como protegemos as espécies mais vulneráveis do nosso planeta.
Este relatório é patrocinado pela Solidigm. Todas as visões e opiniões expressas neste relatório são baseadas em nossa visão imparcial do(s) produto(s) em consideração.
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